10. Dezember 2004 Kurven sind überall. Ob sie uns nun die Staatsverschuldung begreiflich machen oder die Beliebtheit der Oppositionsführerin, ob sie uns zum hoffnungsvollen Erwerb von Wertpapieren verleiten sollen - oder zu deren hastigem Verkauf. Die Wissensgesellschaft ist süchtig nach Kurven. Sie machen unsere komplexe Welt einfacher, erleichtern uns, sie zu verstehen. Manchmal dienen sie aber auch nur als Surrogat tieferen Verständnisses, weil sie vorspiegeln, wissenschaftlich sei alles im Griff.
Man nehme nur die Klimaforschung. Sie befaßt sich mit einem der kompliziertesten Systeme unseres Planeten - und produziert natürlich haufenweise Kurven. Auf dem Klimagipfel, der morgen in Buenos Aires beginnt, werden sie wieder zu Hunderten an die Wände geworfen werden. Darunter ist sicher auch jene, die vergangene Woche im Wissenschaftsmagazin Nature erschienen und verdeutlichten, warum der menschengemachte Treibhauseffekt das Risiko für Rekordsommer wie den von 2003 wahrscheinlich verdoppelt hat.
Ende des 20. Jahrhunderts deutliche Ausschläge
Eine Klimakurve aber hat in den vergangenen Jahren besondere Karriere gemacht. Sie ist hier abgebildet und zeigt die Schwankungen der Jahresdurchschnittstemperaturen auf der Nordhalbkugel im Laufe mehrerer Jahrhunderte. 1998 wurde sie zum ersten Mal von einer Forschergruppe um Michael Mann von der University of Virginia veröffentlicht. Damals reichte sie nur 600 Jahre zurück. Mittlerweile haben Mann und Kollegen sie bis ins dritte Jahrhundert nach Christus zurückverfolgt.
Über das, was diese Kurve zeigt, forschten und debattierten die Wissenschaftler schon seit vielen Jahren. Doch erst die Kurve machte es allen Laien und Politikern sofort sinnfällig: Die Temperaturen, die all die Jahrhunderte nur leicht schwankten, begannen Ende des 20. Jahrhunderts steil nach oben abzubiegen - wie das Blatt eines horizontal gehaltenen Hockeyschlägers. Darüber, daß dieser Temperaturanstieg die Folge eines Treibhauseffektes und dieser wiederum hauptsächlich durch die industriellen Aktivitäten der modernen Menschheit zu erklären ist, herrscht unter Forschern weitgehend Konsens. Aber der Mann'sche "Hockeyschläger" trug vielleicht entscheidend dazu bei, daß aus dem wissenschaftlichen Konsens ein sozialer wurde. Der menschengemachte Klimawandel, bis dahin ein eher abstraktes Konzept, hatte ein Gesicht bekommen. Kein Wunder, daß das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), ein von den Vereinten Nationen eingesetztes Gremium aus Wissenschaftlern und Regierungsbeamten, den "Hockeyschläger" in die Kurzfassung ihres Weltklimaberichtes aufnahm.
Daten reichen nicht weit zurück
Doch nun ist die Kurve in die Kritik geraten. Ende Oktober nahm sie eine Gruppe um den Klimastatistiker Hans von Storch vom Institut für Küstenforschung des GKSS Forschungszentrums in Geesthacht im Wissenschaftsmagazin „Science“ auseinander. Demnach könnten die Temperaturschwankungen schon in vorindustrieller Zeit deutlich stärker geschwankt haben, als die Mann'sche Kurve nahelegt.
Dem Problem liegt der Umstand zugrunde, daß man die Klimageschichte der Erde nicht einfach aus alten Meßprotokollen zusammenstellen kann. Mit der Sammlung halbwegs flächendeckender Klimadaten hat man erst um 1850 herum begonnen, in Europa vereinzelt bereits im 18. Jahrhundert. Für alle Jahrhunderte davor ist man auf Daten angewiesen, aus denen sich Temperaturen indirekt erschließen lassen. Wichtige Quellen für solche sogenannten Proxy-Daten (von lateinisch "proximus" für "sehr nahe") sind etwa die Jahresringe von Bäumen oder die Wachstumsschichten von Korallen. Möchte man daraus Temperaturen ableiten, muß man wissen, wie sich beispielsweise die Dicke der Jahresringe einer bestimmten Baumart in einer bestimmten Region mit der Durchschnittstemperatur des jeweiligen Jahres ändert. Dazu muß man die Jahresringe eichen oder, wie die Physiker sagen, "kalibrieren". Das bedeutet: Man betrachtet die Schwankungen der Jahresringe in dem Zeitraum, aus dem zuverlässige instrumentelle Daten vorliegen (dem sogenannten Kalibrationszeitraum), und setzt sie zu diesen in Beziehung. Daraus schließt man in einem statistischen Verfahren auf den generellen Zusammenhang von Temperatur und Jahresringdicke.
„Verrauschte“ Daten, verlängerte Perioden
Im einzelnen ist das Verfahren enorm aufwendig, da eine Proxy-Datenreihe für sich zunächst nur einen Temperaturverlauf für eine bestimmte Region und einen bestimmten Zeitraum liefert, man aber an dem globalen Effekt oder zumindest an dem auf der Nordhalbkugel interessiert ist. Michael Mann und seine Kollegen haben daher Unmengen verschiedener Datenreihen miteinander kombiniert. Hinzu kommt, daß Variationen in den Proxy-Daten nicht allein durch Temperaturänderungen zustande kommen. Die Dicke von Jahresringen wird zum Beispiel auch dadurch bestimmt, wieviel es in dem jeweiligen Jahr in der betroffenen Region geregnet hat - etwas, was nicht allein und nicht direkt mit der jeweiligen Jahresdurchschnittstemperatur zu tun hat. Wegen solcher Effekte sind die Proxy-Daten von zufälligen Schwankungen überlagert; sie sind "verrauscht", wie die Statistiker sagen. Dies trägt zu dem erheblichen Unsicherheitsbereich (grau in der Darstellung unten) bei, den der aus Proxy-Daten rekonstruierte Temperaturverlauf aufweist.
Doch das Rauschen in den Proxy-Daten bringt noch ein anderes Problem mit sich und das ist es, auf das Storch und seine Kollegen nun hingewiesen haben: Als Folge des statistischen Verfahrens vergrößert das Rauschen nicht nur die Unsicherheit, sondern läßt Schwankungen mit Perioden, die deutlich länger sind als der Kalibrationszeitraum, kleiner ausfallen als sie tatsächlich sind (siehe Graphik rechts). Mit anderen Worten: In allen Zeit räumen, aus denen keine direkten Messungen vorliegen - also in allen, die länger zurückliegen als etwa 150 Jahre - wird der Hockeyschläger etwas glattgezogen.
Politisch heikle Kritik
In ihrem „Science“-Artikel haben die Geesthachter Forscher den Effekt an einer simulierten, aber ihrer Meinung nach physikalisch plausiblen, Temperaturkurve demonstriert, die auf langen Perioden deutlich stärker schwankt als die Mann'sche Rekonstruktion und beispielsweise eine wesentlich ausgeprägtere "kleine Eiszeit" um das 17. Jahrhundert herum aufweist, die viele Klimatologen mit einer entsprechenden Schwankung in der Sonnenaktivität in Verbindung bringen. "Wir behaupten nicht, daß unsere Kurve wahr ist", stellt Hans von Storch klar. "Wir sagen nur, daß, wenn sie wahr wäre, der aus Proxy-Daten rekonstruierte Verlauf ganz ähnlich aussähe wie die Mann'sche Kurve, die tatsächlichen langperiodischen Schwankungen also deutlich größer ausgefallen sein könnten. Das Ganze ist eine methodische Kritik".
Dennoch ist sie politisch heikel. Denn wenn sich hinter Manns Klimarekonstruktion in Wahrheit ein stärker fluktuierender Temperaturverlauf verbirgt, als der im großen und ganzen gerade Stiel des "Hockeyschlägers" suggeriert, dann scheint dieser Befund auf den ersten Blick dazu angetan, die gegenwärtige Klimaerwärmung zu relativieren, also als etwas darzustellen, was in der Erdgeschichte auch ohne menschliches Zutun immer mal wieder passiert ist. Und wenn dem so ist, wozu dann volkswirtschaftlich teure und politisch problematische Maßnahmen durchsetzen, wie die Umsetzung des Kyoto-Protokolls zur Reduzierung der Kohlendioxyd-Emissionen?
Tatsächlich gab und gibt es nicht wenige, die genau das schon immer glaubten und hinter der These vom menschengemachten Klimawandel und seiner institutionalisierten Problematisierung durch den IPCC die Verschwörung eines grün angehauchten Forscherklüngels vermuteten, der auf diese Weise seine Finanzierung sichern oder antikapitalistische Agenden befördern möchte. Zu diesen sogenannten "Klimaskeptikern" gehören aber nicht nur Hobbyklimatologen mit fixen Ideen. Auch manche professionellen Forscher zweifelten schon an der Mann-Kurve. Selten allerdings schafften es solche Einwände in die erste Riege der Fachzeitschriften. Und gelegentlich zeigte sich dann auch, daß die klimaskeptischen Forscher ihrerseits Anlaß zu Verschwörungstheorien boten - indem sie mit einschlägig interessierten Kreisen, etwa der Ölindustrie, in Verbindung standen.
Doch mit diesen Leuten haben Hans von Storch und seine Mitarbeiter nichts zu tun. Nicht nur, daß Storch ein international angesehener Experte ist, der ein Standardwerk über statistische Methoden in der Klimaforschung mitverfaßt hat. Er war auch einer der ersten, welche die gegenwärtige Klimaerwärmung als ungewöhnlich - nämlich ungewöhnlich rasch - indentifizierten. Auch ist er davon überzeugt, daß das Phänomen zu zwei Dritteln auf den Menschen und seine Treibhausgase zurückzuführen ist. An dem steilen Temperaturanstieg im späten 20. Jahrhundert gibt es auch nach Storchs Kritik nichts zu deuteln.
Sonnen-Schwankungen unrealistisch hoch angesetzt?
Für Michael Mann, der mit seiner Kurve schon in jungen Jahren zu Ruhm kam, ist das natürlich noch kein Grund, Storch recht zu geben. Mann kritisiert vor allem, daß seine Rekonstruktionsmethode für so starke Schwankungen, wie Storch sie probehalber angenommen hat, gar nicht ausgelegt sei. "Die Schwankungen in der Sonneneinstrahlung, die Storch annimmt, um seine Testkurve zu berechnen, sind unrealistisch hoch" sagt Mann, "vielleicht um das Zehnfache".
"Woher will Mann wissen, was da realistisch ist, wenn nicht durch seine Methode?" entgegnet Storch. "Das ist doch ein typischer Zirkelschluß. Die Variabilität der Sonne über lange Perioden ist eben nicht genauer bekannt. Außerdem werden solare Fluktuationen auch aus Proxy-Daten rekonstruiert, und da haben wir dann wieder dasselbe Problem, daß Schwankungen langer Perioden unterschätzt werden."
Auch Martin Claußen vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung stimmt Storchs Resultaten im wesentlichen zu: "Ja, es ist klar, daß Mann die Variabilitäten unterschätzt hat. Es gibt da einen systematischen Fehler, wir wissen nur nicht, wie groß der ist." Der Fehler hängt eng mit dem Ausmaß des Rauschens ab, doch der Wert, den Storch für den wahrscheinlichsten hält, ist nach Manns Einschätzung ebenfalls zu hoch. Auch sonst gibt es noch Klärungsbedarf. So passen die Simulationen, die Claußen und seinem Team durchgeführt haben, besser zu Manns Kurve, obwohl sie ähnlich hohe Schwankungen der Sonneneinstrahlungen annehmen wie Storch. "Das ist etwas, was wir noch nicht verstehen und jetzt klären müssen", sagt Claußen.
Ikone Klimakurve: Bärendienst für die Sache
Angenommen, Hans von Storch und seine Mitarbeiter behalten recht. Was wird dann aus dem "Hockeyschläger"? "Mann hat aus den Daten schon das Beste gemacht", sagt Storch. "Das Problem ist aber, daß diese Kurve politisch völlig überschätzt wird." Weder sei sie unbedingt nötig, um die gegenwärtige rasante Erwärmung zu belegen noch dafür, um die Verantwortlichkeit des Menschen nachzuweisen. Wenn nun wissenschaftliche Kritik an der Kurve dem IPCC ein Glaubwürdigkeitsproblem beschert, dann sei dieses Gremium selbst daran schuld. "Das IPCC-Establishment hat die Kurve zu einer Ikone erhoben und seiner Sache damit einen Bärendienst erwiesen".
Was ihn aber noch mehr ärgert, ist, daß Kollegen ihn nun deswegen davor warnen, an der Ikone zu kratzen. "Die erzählen mir: Das kannst Du nicht sagen, das wird doch sofort mißbraucht. Da gibt es welche, die haben schon einen echten Verfolgungswahn und wittern überall Klimaskeptiker." Storch sieht bei vielen seiner Kollegen eine Art Selbstzensur am Werk. "Diese Form von Wissenschaft filtert vor, was sie sagt, und entmündigt damit die Öffentlichkeit. Das bedeutet, daß die politisch bedeutsame Forschung sich in einer Krise befindet. Sie unterscheidet nicht mehr zwischen denen, die Politik machen, und denen, die Politik beraten, also Handlungsoptionen anbieten."
Hinter dieser Diagnose lauert ein grundlegendes Dilemma. Danach wird ein Wissenschaftler um so glaubwürdiger (und damit letztlich politisch um so einflußreicher) werden, je näher er Hans von Storchs Ideal folgt und seine Äußerungen von politischen Rücksichten frei hält. Aber da auch Wissenschaftler nur Menschen sind, dürfte dieser Einfluß kaum ohne Auswirkung auf den Idealismus bleiben. Zu kompliziert? Man könnte versuchen, es sich anhand einer Kurve klarzumachen ...
Text: Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, 5.12.2004, Nr. 49 / Seite 72
Bildmaterial: F.A.S.
F.A.Z. Electronic Media GmbH 2001 - 2009
